模块化的计算机和热管理的制作方法_2

文档序号:9401876阅读:来源:国知局
算机核200和计算装置100之间流动。计算机核200和计算装置100被设计为具有大脑和身体的劳动力分工,即当连接时,计算机核200通过底座嵌入式控制器210e和载体嵌入式控制器101之间的通信来控制计算装置100的操作。计算装置100具有其自己单独的外罩或者外壳,并且包括载体板150,其担当计算机核200的可拆卸延伸板。载体板150连接到用户接口,例如显示器、一个或者多个触控面板、控制按钮、音频接口、传感器、I/O连接器和DC电源102连接器。在图1中,这些组件被示出为I/O接口113的一部分。计算装置100可以包括电池,其用作计算机核200的备用电源。
[0025]根据本发明的一个实施例,计算机核200包括底座进气口 215a,其充当开放端口以允许空气流入到外壳外罩计算机核200,以及底座出气口 215b,其充当出口。当空气流过底座进气口 215a和底座出气口 215b之间的公开时,空气通过来自底座板250的组件(例如中央处理单元(CPU) 201c、图形处理单元(GPU) 201g以及嵌入式控制器201e)的散热而被加热。同样,计算装置100包括载体进气口 115a,其由外壳的壁中的开口或者狭缝或者I/O连接器中的开口来提供。这些开口允许空气进入到计算装置100的外壳中。计算装置100还包括一个或者多个载体风扇(例如载体风扇115),以沿着空气导管115c吹空气。空气导管115c可以具有管状结构以将空气引导至载体出气口 115b。载体出口 115b和底座入口215a被定位使得当计算装置100和计算机核200连接时将空气从载体出口 115b吹入到底部进气口 215a。可替换地,在真空操作下,载体风扇115可以导致空气以相反方向流动,SP空气从计算机核200吸入到计算装置100。在一个实施例中,热板215d被安装在以下组件中的一个或者多个的顶部:GPU 201g、CPU 201c或者显著散热的任何其它组件。热板215d将热量转移到热导管215e。热导管215e终止在散热器215f处,该散热器215f具有较大表面区域,以允许将热量消散到与其接触的外部环境空气中。
[0026]图2是根据本发明的一个实施例的连接的计算机核200和计算装置100的剖视图。如图2所示,计算机核200以参照图1已经描述的方式通过底座连接器220和载体连接器120连接到计算装置100。在该配置中,载体出气口 115邻接底座进气口 215a。计算装置100中的载体风扇115将空气从外部通过载体入口 115a吸入到空气引导件115c。然后通过载体出气口 115b排出该空气。当计算机核200和计算装置100连接时,通过载体出气口 115b排出的空气引导到计算机核200的底座进气口 215a。在计算机核200中,空气流过外壳,流过散热器215f且然后通过底座出气口 215b出去。流动的空气沿途由散热组件加热。在一个实施例中,与仅在散热器上吹空气的传统散热模块不同,计算机核200中的空气流在到达散热器215f和底座出气口 215b之前还从GPU 210g、CPU 201c、热板215d、热导管215e以及安装在底板250上的或者附接到底板250的任何其它组件中移除热量。在另一个实施例中,计算机核200与密封的包装类似,其中散热器215f位于顶端,以创建“烟囱效应”,这有助于驱动自然通风和渗出。这些效果更快冷却组件且减少由风扇所需的能量。同样,空气导管115c可以包括引导空气在计算装置100中的选定组件上的流动的壁。计算装置100可以自身为单独装置,例如控制单元,其具有数据存储160中的外接硬盘、数据I/O接口 113和用于连接到外部显示器的显示端口。空气导管115c可以引导空气在硬盘和显示控制单元上流动。当连接计算机核200时,这种装置可以具有台式计算机的功耗。
[0027]图3a是使用x86处理器和ARM处理器的计算机核200的一个实现方式的俯视图。如图3所示,计算机核200具有计算机模块255 (COM)中的x86处理器基底以及底座250上的ARM处理器的混合。在一个实施例中,COM模块255为基于单个电路板x86的计算机,其具有RAM、输入/输出控制器和其它外围装置。COM模块255包括模块连接器256,其与底座250上的匹配模块连接器256连接。底座250包括可选ARM cpu 252微处理器和可选组件,例如RAM、WIFI无线装置、蓝牙无线装置、3G通信模块、相机、USB集线器控制器、嵌入式控制器201e以及大量传感器。这些组件可以在没有经历外围连接器的情况下与底座250直接集成。COM模块255可以通过模块连接器256安装在底座250上,该模块连接器256可以为专有或者工业标准COM型连接器(例如,型10 (Type 10)连接器)。COM模块255和底板250上的组件根据连接器引脚上限定的预先限定的功能经由模块连接器彼此通信。例如,如果COM模块连接器256为型10连接器,底板250上的可选组件可以通过USB引脚或者PCIe引脚与COM模块255通信。底板250可以通过底座连接器220连接到载体板150,如图1所示。
[0028]在一个实施例中,用户可以选择基于x86微处理器或者ARM微处理器,以启动计算机核200。可以使用由启动程序提供的界面来实行用户的选择。在另一个实施例中,计算机核200可以基于检测连接的计算装置100上的载体风扇115的可用性来自动完成选择。例如,如果在连接的计算装置100上检测到载体风扇115,则计算机核200可以默认从基于x86微处理器(如CPU 201c)启动。否则,选择无风扇ARM微处理器,以减少系统的能量需求和散热。在另一个实施例中,通过允许用户选择哪个处理器用来节能和减少的热量生成的应用界面,用户可以在计算机核200中从高功耗微处理器实时切换到低功耗微处理器。在另一个实施例中,不是设置在底板250上,而是ARM处理器可以与x86处理器一起被安装在COM模块上。在另一个实施例中,ARM微处理器可以集成在基于x86的微处理器或者芯片集里面。这种“混合”芯片集(即使基于x86的微处理器和ARM微处理器二者可用的芯片集)可例如向超微半导体公司(AMD)购买。
[0029]图3b是图3a的计算机核200沿着通过连接器220的计算机核的长度的实现方式的剖视图。当底板250通过底座连接器220和载体连接器120与载体板150连接时,空气可以根据连接的计算装置100中的载体风扇115的气流方向从底座进气口 215a流到底座出气口 215b (或者反之亦然)。该气流冷却热板215d、热管215e和散热器215f以及计算机核200的其它散热组件。
[0030]图4是示出根据本发明的一个实施例的计算装置100和计算机核200在专用接口或者开放式接口上连接的一个示例性实现方式的框图。开放式接口(例如便携式数字媒体接口(PDMI))通常为用于便携式媒体播放器的行业互连标准。在一个实施例中,计算装置100包括控制单元101,其可以由嵌入式控制器实现。控制单元101可以实现命令执行、夕卜围协调以及与计算机核200中的嵌入式控制器201e进行信息交换。如图4所示,计算装置100包括:(a)电源102,其连接到电源插座102a,以用于向计算装置100中的所有组件供电,(b)数据存储器160 (例如USB数据存储装置),(C)USB集线器161,其控制装置和数据端口二者,以及⑷显示器控制162,用于控制显示器端口和外部显示器。根据PDMI标准,针对公连接器而言,载体连接器120包括用于用于电源接口 171、数据接口 172(例如USB数据接口)和视频接口 173(例如HDMI)的引脚。如图4所示,计算机核200包括:(a)将电能分配给计算机核200的组件的电源总线、(b)数据控制单元261 (例如U
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